Verbrennungsmotoren – Kolben und Zylinder

Verbrennungsmotoren sind inzwischen so verdammt detailreich und durchdacht, dass eine Änderung an einem kleinen Teil große Auswirkungen hat. Man nehme beispielsweise die Kolben und die Zylinder. Das sind Teile die vor allem physisch unter einer starken Belastung stehen, immerhin werden extrem hohe Explosionsdrücke und Temperaturen erreicht. Problematisch ist dabei, dass Kolben und Zylinder auf Grund der unterschiedlichen Materialanforderungen nicht aus dem gleichen Material bestehen und so unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten haben. Das ist besonders bei den hohen Temperaturen ein Problem. Wie wird das gelöst?

 

Ich darf behaupten, dass jeder den Begriff „Kolben(dicht)ringe“ schon einmal gehört hat. Doch was es damit auf sich hat wissen nicht ganz so viele: Die unterschiedliche Ausdehnung von Kolben und Zylinder macht ein gewisses Spaltmaß nötig, damit der Kolben genug Platz hat, sich auszubreiten. Um diesen Spalt abzudichten, gibt es Kolbendichtringe. Diese befinden sich etwas unter der Kolbenoberfläche. Sie dichten den Spalt dahingehend ab, als dass so wenig wie möglich Energie dadurch verpufft. Allerdings bringen sie auch einen Nachteil mit sich: So bewirkt die Tatsache, dass die Kolbenringe einen kleinen Absatz nach der Oberfläche lassen, eine ungünstige Verbrennung. Das heißt, der nunmehr nicht mehr ganz zylindrische Brennraum hat schlechtere Reaktionswerte. Dieser kleine Absatz lässt die Abgaswerte schnell in den Keller gehen. Um dies zu verhindern, wird versucht, den Abstand so klein wie möglich zu machen, dies stellt wiederum neue Anforderungen an das Material. So kann eine Optimierung in dieser Hinsicht schon viel bringen.

 

Wer jetzt denkt, er müsse dringend die Kolben etwas abschleifen um durch die Abgasuntersuchung zu kommen und zu gleich noch ein bisschen mehr Leistung rauszukitzeln, der sollte diesen Gedanken tunlichst wieder loswerden, denn ein Motorschaden kommt am Ende sicherlich teurer. Für derartige Experimente wäre ein halbwegs modernes Auto sowieso eher ungeeignet. Wer mit so etwas anfangen will, der könnte beispielsweise an einer alten Simson rumbasteln.

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